频率计的设计.doc文档36页全文在线看

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方案工作原理两路待测信号经整形后变成了矩形波信号和，和是同频 率，不同相位的矩形波。

频率的测量对信号频率的测量可以采用直接测量法和测周期法。

般信号频 率较高时采用直接测量法，而信号频率较低时用测周期法。

本设计我组采用测周期法。

设时标信号的频率为，时标信号周期为，对信号二分频都得信号 高平宽度就是信号周期，此高电平宽度作为闸门的控制信号，控制计数器在时间内 对进行计数，则有，被测信号的频率为 上式中计数器的计数值，当定时，它的大小表示信号频率的大小。

相位差对应的时间差的测量。

对相位差的测量跟频率测量的方法类似，不过闸 门控制信号为的高电平宽度，则有 的确定及其的二进制数据位数的确定。

对频率的测量采用测周期的方法，即在信号周期时间内，对时标 信号 信号 与门 输出 信号 第页 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 信号进行计数。

由图可知，将输入信号送入单片机再对高电平进行扫描，记录在内高电平出 现的次数，则就是测得的频率较高时采用直接测量法，而信号频率较低时用测周期法。

频率的测量对信号频率的测量可以采用直接测量法和测周期法。

般信号频 率 方案工作原理两路待测信号经整形后变成了矩形波信号和，和是同频 率，不同相位的矩形波。

部分内容简介 显示部分 第页 西华大部分内容简介 显示部分 第页 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 便可测得周期，由公式，得频率。

方案工作原理两路待测信号经整形后变成了矩形波信号和，和是同频 率，不同相位的矩形波。

频率的测量对信号频率的测量可以采用直接测量法和测周期法。

般信号频 率较高时采用直接测量法，而信号频率较低时用测周期法。

本设计我组采用测周期法。

由图可知，将输入信号送入单片机再对高电平进行扫描，记录在内高电平出 现的次数，则就是测得的频率。

图输入信号图 相位差的测量 我组用个与门将两输入的待测信号比较后叠加，而输出的波形中，正脉冲宽度就 是要测量的待测和待测相位差所对应的时间差，跟据公式可得相位值。

如图 所示。

图相位比较图 方案工作原理让实现数据的采集，即待测信号的频率两路输入信号的 相位差所对应的时间差分别转换为二进制数据，供单片机读取使用。

从 获取数据并经过计算转换等有关处理后，得到信号的频率和相位差并送数码 管显示。

待测信号待测信号经整形电路处理后，变为矩形波，不妨令其为，可以 认为为两个同频率的有相位差的矩形波。

通过对整形后的信号的处理， 要获得二进制数形式表示的信号频率以及相位差对应的时间差。

频率的测量。

对频率的测量采用测周期的方法，即在信号周期时间内，对时标 信号 信号 与门 输出 信号 第页 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 信号进行计数。

设时标信号的频率为，时标信号周期为，对信号二分频都得信号 高平宽度就是信号周期，此高电平宽度作为闸门的控制信号，控制计数器在时间内 对进行计数，则有，被测信号的频率为 上式中计数器的计数值，当定时，它的大小表示信号频率的大小。

相位差对应的时间差的测量。

对相位差的测量跟频率测量的方法类似，不过闸 门控制信号为的高电平宽度，则有 的确定及其的二进制数据位数的确定。

因为相位差测量的绝对误差，而 在测量时有个字的误差，对待测信号频率而言，下式成立  则有  即采集相位差对应时间差时，至少要能分辨出的时间间隔 比较方案和方案二可以看出 方案比方案二更加可靠 使用到的元器件也都是我们所常用到的些元件，如译码器， 锁存器，按键等 从操作和可行性上说方案思路清晰 虽然方案略显复杂些，但由于本次设计是第次将单片机运用于实际的电路 设计中，且尚未学过，用设计有定困难。

方案选择 综上所述，并且考虑系统的方案可行性和成本等各种因素，本设计采用方案作 为最终的方案。

第页 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 单元模块设计 各单元模块功能介绍及电路设计 移相整形电路模块 图移相整形电路模块电路图 第页 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 这模块，由和运算放大器组成。

输入正弦波通过发生移相，使得相位滞后原初始信号，原来的正弦信号和发生 移相后的信号分别经过放大整形成矩形波形式，再将整形后的信号引入单片机的 计数引脚，原正弦波接至，移相 位 锁 存 器 第页 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 片选模块 片选模块电路见图。

片选译码器 图片选模块电路图 这模块由线译码器和四输入或非门组成。

通过 译码器，将路信号译码，，，所得信号，与信号相 或非来控制锁存器的工作情况，，。

电源输入模块 电源模块电路见图。

电源输入 连接器 电源输入 图电源输入模块电路图 这部分电路由连接器，电源输入组成，为系统提供可靠稳定的电源。

电路参数的计算及元器件的选择 显示部分见图，因为本组所测频率范围为到，共需个八位 数码显示管，所以选用了两组个的显示管。

在移相整形部分见图， 采用电阻，用电阻，用电阻， 第页 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 用电阻，用电容。

在片选部分见图选用作译码器， 选用对输出信号进行或非处理产生片选信号。

元器件见表所示。

表 元 器件 选择 表 特殊 器件 的介 绍 的介 绍 为 八进 制 态非 反转 透明 锁存 器， 是高 性能 硅门 器件。

器件的输入是和标准输出兼容的加上拉电阻，他们能和输出 兼容。

当锁存使能端为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的即输出同步。

当锁 存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。

其特点有 类别型号封装个数 排阻 电位器 二极管 三极管 电容 极性电容 晶振 继电器 显示器 按键 连接器扁头 电源输入 程序下载口 电源模块 电阻 第页 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 输出能直接接到，和接口上 操作电压范围 低输入电流 器件的高噪声抵抗特性 其引脚图如图。

图引脚图 其功能表见表。

表功能表 任意变量高阻抗额定功率的下降， ，参数最大值范围见表。

表参数最大值范围表 推荐操作条件见表。

表推荐操作条件表 第页 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 引言 在电子技术中，频率是最基本的参数之，并且与许多电参量的测量方案测量结 果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。

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